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新研究:量子力学可导致人体基因突变

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量子生物学是一个新兴的科学领域,建立于20世纪20年代,着眼于量子力学是否在活细胞中发挥作用。

在《物理化学化学物理》杂志发表的一篇研究论文中,英国萨里大学的一个团队使用最先进的计算机模拟和量子力学方法来确定质子隧道效应(一种纯量子现象)在DNA自发突变中的作用。

研究小组发现,非常轻的氢原子提供了将DNA双螺旋的两条链连接在一起的键,并且在某些条件下,由于质子隧道效应,氢原子的行为就像分散的波,可以同时存在于多个位置。这导致这些原子偶尔被发现在错误的DNA链上,导致突变。

尽管这些突变存活时间很短,但萨里团队揭示了它们仍然可以在细胞内的DNA复制机制下存活,并可能对健康产生潜在的后果。

研究人员表示,“虽然许多人认为某物可以同时存在于两个地方的想法可能是荒谬的,但在量子世界中,这种情况无时无刻不在发生,我们的研究证实,在室温下,量子隧穿也发生在DNA中。”

研究人员还指出,“要理解生物过程在亚原子水平上的工作机制,还有一条漫长而令人兴奋的道路,但我们的研究,以及近年来无数其他研究,已经证实量子力学在发挥作用。将来,我们希望研究量子隧道产生的互变异构体如何传播和产生基因突变。”

编译/前瞻经济学人APP资讯组

原文链接:

https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2021/CP/D0CP05781A#!divAbstract


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